高导热铝基板在汽车领域的应用

高导热铝基板在汽车领域的应用
高导热铝基板在汽车领域的应用

小强铝基板制作
众所周知,半导体材料在工作时受环境温度影响较大。大功率 LED 的光电转换效率更低, 工作过程中只有 10%~25%的电能转换成 光能,其余的几乎都转换成热能。加之汽车前大灯安装在炙热的发动 机舱内,高温水箱、引擎、排气系统所产生的热将 led 前大灯置于 严酷的环境中。传统车灯灯泡所产生的热远高于 LED,但灯泡输出的 亮度不会因为热而变化,其热设计的重点是壳体内的均温设计。而 LED 的光输出却会因为自身的热或来自发动机舱的高温而影响本身 PN 结温稳定, LED 光通量 Ф 和波长等重要参数受到 PN 结温的直接 V 影响,这种不良的温度循环将导致发光效率和寿命急剧下降。因此散 热成为 LED 作为光源设计的重要课题。 1、汽车前大灯的散热技术 1.1 被动散热与主动散热 通常的散热设计中,焊装大功率 LED 的电路板被紧紧固定在散 热器上。 LED 工作时所产生的热量通过传导方式经由电路板被传导到 热传导率较好的铝质散热器上。 铝质散热器的翼片与空气大面积接触 将热散发开来。为了有效地减小散热器和电路板之间的热阻,其间填

小强铝基板制作 充了导热介质。选用的散热器其翼片形状和面积是可以满足 LED 大 灯散热方案的设计。这种散热方式我们称之为被动散热。 主动散热常用液冷、热管、风冷等方式。由于液冷使用的液体必 须在泵的带动下强制循环带走散热器的热量, 热管则依靠高导热性能 的传热元件在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量, 二者 都不适合车灯内使用。风冷散热具有价格较低、安装简单等优点最为 常用。针对被动散热方式存在的散热器中心区域温度相对集中的情 况,加装风扇强制对流后(见图 1),对缓解散热器温度不均匀有明显 效果。 1.2 LED 散热通道设计
图 1:加装风扇后强制对流

小强铝基板制作 通常 LED 被焊在双面敷铜层的印制板(PCB)上,LED 的底 面与 PCB 的敷铜面焊在一起,为提高散热效率,以较大的敷铜层作 散热面。这是一种最简单的散热结构。 本文研究的汽车前大灯用 LED 是目前 OSRAM 公司最大功率的一 种 LEUMD1W4;管芯散热设计选用了一种更利于散热的 LE3S 封装。 这种封装的特点是,以面积较大的铜合金散热垫为基座,管芯固定在 基座中央。同时将 LED 基座与铝基板接触区域的绝缘介质剥离,使 铜合金基座与铝基板直接接触。基座上的热直接传导至 LED 的外部。 这种内部结构去处了管芯和基座之间的介质减少了热阻, 更直接地将 管芯的结温导出(见图 2a)。
图 2 :汽车大灯用 LED、等效热阻散热路径图
本文研究的 LED 汽车前大灯主要散热路径是: 管芯→ 铜合金 基板→ 铝基板→ 散热器或机壳→ 环境空气,(见图 2b)。若 LED 的结温 为 TJ, 环境空气的温度为 TA, 散热垫底部的温度为 Tc(TJ>Tc>TA), 在热传导过程中,各种材料的导热性能不同,即有不同的热阻。管芯 传导到散热垫底面的热阻为 RJC(LED 的热阻)、散热垫传导到 PCB 面层敷铜层的热阻为 RCB、 PCB 传导到环境空气的热阻为 RBA, 则从

小强铝基板制作 管芯的结温 TJ 传导到空气 TA 的总热阻 RJA, RJA 与各热阻关系为: RJA=RJC+RCB+RBA,铜合金基板和铝基板导热性能接近且热阻小, 其导热性能就好,即散热性能也越好[2]。该散热结构的总热阻比常 规结构减少近 26%。 2、车灯环境的系统设计 由于现阶段的 LED 的输出光通量低,仅汽车近光灯就需要 1000lm 以上。考虑到汽车前大灯的配光要求以及电学、光学参数的 稳定性,LED 应用于汽车前大灯常需要集几颗甚至几十颗 LED 元件 于一块模组中,才能满足车灯法规所需的要求。目前,我们针对 O2star[1]和 X2lamp 产品的类似封装进行配光设计。其中 OSTAR4chip 车灯专用的 LEUMD1W4[3]单只 LED 输出光通量大于 350lm,阵列 3 只这种 LED 即可满足车灯 1000lm 的基本要求。 (1)扩大散热面积提高传导效率。 LED 汽车前大灯近光单元设 在 计中, 颗大功率 LED 阵列在铝基板上。 3 这种紧密排列的大功率 LED 热量的高度集中和散热难度可想而知。 试验样件的做法是铝基板与散 热器紧密贴合固定。 二者之间的填充了性价比较高且使用简单的导热 硅脂,在整个散热系统中,硅脂层其实是散热关键之所在。目前主流 导热硅脂的导热系数均大于 1W/m·K,优质的可达到 6W/m·K 以上, 试验选择了性价比较高导热率达到 4。 4W/m·K 的 TG2244 导热硅脂。

小强铝基板制作
图 3:风冷和外置散热
(2)强制对流提供与外界空气热交换。在散热片的背面加装风扇 促使强制空气流动。风扇加速了散热片的热交换的同时,流动的空气 也直接从 PCB 板上带走了部分热量。由于灯体的狭小且密封,与外 界的空气对流几乎不可能。图 3a 所示风冷结构中风扇的强制对流可 以缓解散热器中心区域与周围环境的温度不均匀, 使灯体内部和灯体 外壳的温度尽量接近。 有助于将内部的热通过外壳和外置散热器传导 出去。 (3)散热器部分外置。根据发动机舱内的分布及灯体安装的空间 大小,将灯体散热器设计为内置和外置二个部分,如图 3b 所示。外 置散热器设计在灯壳的上缘。内置 LED 产生的热由内置散热器传导 到外置的散热片上, 再通过对流散热。 考虑到灯光通常在行驶时开启, 发动机舱受到强对流风冷的作用,温度相对较低。加之车灯外壳上缘 恰好暴露在车前盖的缝隙处, 车辆行驶时车盖缝隙导入的气流流经外

小强铝基板制作 置散热片的翼片,外置散热器受到空气的风冷。外置散热器对灯内的 降温发挥了很好散热作用。 3、试验方法和数据 3.1 试验设置和设备 根据理论设计、数据仿真,制作了试验模型和 LED 前大灯工作 样件。样件制作要求尽量接近目标产品,以求研究成果更快更好地转 换为产品。灯体内分别安装了以 LED 为光源的远光灯、近光灯以及 转向灯、位置灯。测试观察的重点是灯体内部温度对光衰的影响。 主要测试设备为远方光电信息有限公司的 YF1000 光色电综合 分析系统、车灯配光自动测试系统以及多点温度检测仪等专用设备。 测试点分别是:车灯照度、光型、LED 光源温度、PCB 温度、散热器 温度以及灯腔不同位置的温度梯度[4]。设备具有自动记录和数据预 置功能,以验证散热与光衰的关系。
图 4:散热效果不同对光衰的影响

小强铝基板制作 3.2 试验数据 图 4 是 LED 光源温度与光衰在不同的散热方式下的关系曲线。 图中可见仅 PCB 散热、 加散热器的被动散热和强制对流的主动散热 3 种不同散热设计存在相当大的差异。 后二种在 105℃时,基本上能够 提供 80%以上的出光率。
一般功率器件(如电源 IC)散热计算中,只要结温小于最大 允许结温温度(一般是 125℃)就可以了。但在大功率 LED 散热设计 中,其结温 TJ 要求比 125℃低得多。其原因是 TJ 对 LED 的出光率 及寿命有较大影响,TJ 越高会使 LED 的出光率越低,寿命越短。 OSTAR 公司给出的大功率白光 LED 的结温 TJ 在亮度衰减 70%时与 寿命的关系,如图 5 所示。
图 5:OSTAR 公司 LED 结温影响寿命图
我们对图 3b 所示的前大灯样件做了不同条件下的光衰测 试,试验建立在 LED 散热良好的基础上,模组安装在大灯封闭壳体

小强铝基板制作 内,温度检测点在 LED 光源附近。试验数据采集时的环境温度是在 灯体外部施加的。试验结果表明环境温度 60℃时,光衰缓慢;100 ℃时,光衰加剧(见图 6)。
图 6:不同温度环境下 LED 的光衰
4、结论 LED 自身的 PN 结产生的结温升高,使 LED 的光衰加剧、发光效 率受到影响,寿命变短。应用 LED 作为汽车前大灯光源时,通常会 采用多个 LED 芯片阵列设计。因此在 LED 前大灯样机设计中,首先 做好 LED 散热设计使结温受到控制之后, 根据 LED 大灯的运行环境, 控制驱动功率和温升,大功率 LED 小于 80%的光衰和 3000h 的寿命 才能得到基本保障。LED 汽车前大灯产品才有广泛的市场前景。

线路板制作工艺流程

线路板制作工艺流程(一) 作者:pcbinf 发表时间:2009-10-15 前言 在印制电路板制造过程中,涉及到诸多方面的工艺工作,从工艺审查到生产到最终检验,都必须考虑到工艺质量和生产质量的监测和控制。为此,将曾通过生产实践所获得的点滴经验提供给同行,仅供参考。 第一章工艺审查和准备 工艺审查是针对设计所提供的原始资料,根据有关的"设计规范"及有关标准,结合生产实际,对设计部位所提供的制造印制电路板有关设计资料进行工艺性审查。工艺审查的要点有以下几个方面: 1,设计资料是否完整(包括:软盘、执行的技术标准等); 2,调出软盘资料,进行工艺性检查,其中应包括电路图形、阻焊图形、钻孔图形、数字图形、电测图形及有关的设计资料等; 3,对工艺要求是否可行、可制造、可电测、可维护等。 第二节工艺准备 工艺准备是在根据设计的有关技术资料的基础上,进行生产前的工艺准备。工艺应按照工艺程序进行科学的编制,其主要内容应括以下几个方面:

1,在制定工艺程序,要合理、要准确、易懂可行; 2,在首道工序中,应注明底片的正反面、焊接面及元件面、并且进行编号或标志; 3,在钻孔工序中,应注明孔径类型、孔径大小、孔径数量; 4,在进行孔化时,要注明对沉铜层的技术要求及背光检测或测定; 5,孔后进行电镀时,要注明初始电流大小及回原正常电流大小的工艺方法; 6,在图形转移时,要注明底片的药膜面与光致抗蚀膜的正确接触及曝光条件的测试条件确定后,再进行曝光; 7,曝光后的半成品要放置一定的时间再去进行显影; 8,图形电镀加厚时,要严格的对表面露铜部位进行清洁和检查;镀铜厚度及其它工艺参数如电流密度、槽液温度等; 9,进行电镀抗蚀金属-锡铅合金时,要注明镀层厚度; 10,蚀刻时要进行首件试验,条件确定后再进行蚀刻,蚀刻后必须中和处理; 11,在进行多层板生产过程中,要注意内层图形的检查或AOI检查,合格后再转入下道工序; 12,在进行层压时,应注明工艺条件; 13,有插头镀金要求的应注明镀层厚度和镀覆部位; 14,如进行热风整平时,要注明工艺参数及镀层退除应注意的事项;

铝基板制作规范

铝基板铝基板制作规范制作规范 1.0福斯莱特铝基板制作规范前言 随着电子技术的发展和进步,电子产品逐渐向轻、薄、小、个性化、高可靠性、多功能化已成为必然趋势。福斯莱特铝基板顺应此趋势而诞生,该产品以优异的散热性,机械加工性,尺寸稳定性及电气性能在混合集成电路、汽车、办公自动化、大功率电气设备、电源设备等领域近年得到了广泛应用。铝基覆铜板1969年由日本三洋公司首先发明,我国于1988年开始研制和生产,福斯莱特公司从2005年开始研发并小批量生产,为了适应量产化稳质生产,提升生产效率,并作为员工操作的依据,特拟制此份制作规范,此份文件同时也是本岗位新进员工培训之教材。

2.0福斯莱特铝基板制作规范适用范围 本作业规范适用于铝基覆铜板的制作全过程。 3.0福斯莱特铝基板制作规范部门职责 3.1.生产部负责本操作规范的执行,有疑问及时反馈到工艺等部门。 3.2.工艺、研发部负责本规范的制定和修订,并协助解决生产遇到的问题。 3.3.品质部负责对本规范的监控以及品质保证。 4.0福斯莱特铝基板制作规范工艺流程 4.1喷锡或沉金板 开料→一次钻孔→线路→蚀刻→蚀检→阻焊(二次阻焊)→文字→喷锡或沉金→二次钻孔→锣板或冲板 →测试(包括开短路测试和耐压测试)→终检→包装→出货。 4.2沉银、沉锡或OSP板 开料→一次钻孔→线路→蚀刻→蚀检→阻焊(二次阻焊)→文字→二次钻孔→锣板或冲板→测试(包括开短路测试和高压测试)→终检1→沉银、沉锡或OSP→终检2→包装→出货。 4.3杯孔或杯孔镀银工艺板 开料→一次钻孔→线路→蚀刻→蚀检→阻焊(二次阻焊)→文字→喷锡或沉金→ 杯孔板:二次钻孔→铣杯→锣板或冲板→测试(包括开短路测试和高压测试)→终检→包装→出货。 杯孔镀银板:印蓝胶→杯孔镀亮银→二次钻孔→锣板或冲板→测试

LED陶瓷散热基板

LE D 陶瓷散热基板 一. 引言 LED 产品具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期长、具有环保效益等优点,是近年来最受瞩目的产业之一,图1为2006-2009年高亮度LED 市场增长趋势图。 销售收入/亿美元图1 2006-2009年高亮度LED 市场增长 随着LED 照明的需求日趋迫切,高功率LED 的散热问题益发受到重视,因为过高的温度会导致LED 发光效率衰减,通常LED 高功率产品输入功率约为15%能转换成光,剩下85%的电能均转换为热能。LED 运作所产生的废热若无法有效散出,将会使LED 结面温度过高,进而影响产品生命周期、发光效率、稳定性,对LED 的寿命造成致命性的影响。图2为LED 结面温度与发光效率的关系图,当结面温度由25℃上升至100℃时,其发光效率将会衰退20%到75%不等,其中又以黄色光衰退75%最为严重。此外,当操作温度由63℃升到74℃时,LED 平均寿命将会减少3/4。因此,散热问题是LED 产业永远无法逃避的重要课题,要提升LED 的发光效率,必须要解决散热问题。 -40-20020406080100120 结温/℃ 图2 LED 结面温度与发光效率关系图

二. LED散热途径 在了解LED散热问题之前,必须先了解其散热途径,进而针对散热瓶颈进行改善。依据不同的封装技术,其散热方法亦有所不同,而LED各种散热途径方法如图3所示: 图3 LED各种散热途径 散热途径说明: ①从空气中散热 ②热能直接由System circuit board导出 ③经由金线将热能导出 ④若为共晶及Flip chip制程,热能将经由通孔至系统电路板而导出 一般而言,LED颗粒(Die)以打金线、共晶或覆晶方式连结于其基板上(Substrate of LED Die)而形成LED芯片(chip),而后LED芯片固定于系统的电路板上(System circuit board)。因此,LED可能的散热途径为直接从空气中散热(如图3途径①所示),或经由LED颗粒基板至系统电路板再到大气环境。而散热由系统电路板至大气环境的速率取决于整个发光灯具或系统的设计。 然而,现阶段的整个系统的散热瓶颈,多数发生在将热量从LED颗粒传导至其基板再到系统电路板为主。此部分的可能散热途径:其一为直接由晶粒基板散热至系统电路板(如图3途径②所示),在此散热途径里,其LED颗粒基板材料的热散能力是很重要的参数。另一方面,LED所产生的热也会经由电极金属导线至系统电路板,一般而言,利用金线方式做电极接合下,散热受金属线本身较细长的几何形状而受限(如图3途径③所示);因此,近来有共晶 (Eutect ic) 或覆晶(Flip chip)接合方式,这种设计大幅减少导线长度,并大幅增加导线截面积,如此一来,由LED电极导线至系统电路板的散热效率将有效提升(如图3途径④所示)。 经由以上散热途径解释,可得知散热基板材料的选择与其LED颗粒的封装方式在LED 热散管理上占了极重要的一环。 三. LED散热基板 LED散热基板主要是利用其散热基板材料本身具有较佳的热传导性,将热源从LED晶粒导出。因此,我们从LED散热途径叙述中,可将LED散热基板分为两大类别,分别为LED晶粒基板与系统电路板,此两种不同的散热基板分别承载着LED晶粒与LED晶片将LED晶粒发光时所产生的热能,经由 LED晶粒散热基板至系统电路板,而后由大气环境吸收,以达到热散的效果。 系统电路板 系统电路板主要是作为LED散热系统中,最后将热能传导至散热鳍片、外壳或大气中的材料。近年来印刷电路板(PCB)的生产技术已非常纯熟,早期LED产品的系统电路板多以PCB 为主,但随着高功率LED的需求增加,PCB材料散热能力有限,使其无法应用于高功率产品,为了改善高功率LED散热问题,近期已发展出高热导系数铝基板(MCPCB),利用金属材料散热特性较佳的特色,以达到高功率产品散热的目的。然而随着LED亮度与效能要求的持续发

日本电气化学(Denka)散热铝基板中文介绍

日本电气化学工业有限公司 DENKA

The field suitable for Hybrid IC Audio 音频Power AMP. 功率放Pre-AMP. 前置Regulator 调节 EPS 应急电源 Power module 电源模 LED发光二极 Oscillator 振Micro-strip circuit HITTPLATE高导 (IMS) CPU board 中央处理器 Power supply 电源供 Inverter 换 Transistor 晶体 Motor driver 马达DC/DC Converter 直流/ SW regulator 开关调VTR, TV 磁带录像机, Tuner 调谐器Regulator 调节 适用与混合集成 电路领域 . Suitable field for IMS The

适用于工业管理学会

Classification of printed circuit board 印刷线路板的分类 Flexiuble Ceramic substrate 陶瓷基片 Insulated Metal Substrate 绝缘金属基材 厚膜陶瓷线路板 Substrate with thin circuit.薄膜陶瓷线路板 Substrate Multi-layer 多层陶瓷线路板 (铝,铜,铁) Metal Core Substrate (Al, Cu, Fe)金属芯基材(铝, Paper based material (phenol) 纸基板(酚基材) Glass cloth based material (epoxy, polyimide)玻璃基材(环氧树脂,聚酰亚胺) Rigid substrate 刚性基板 Organic substrate 有机基板

各种常用金属材料及铝合金导热系数

目前市面上散热风扇所使用的散热片材料几乎都是铝合金,只有极少数是使用其他材料。事实上,铝并不是导热系数最好的金属,效果最好的是银,其次是铜,再其次才是铝。但是银的价格昂贵,不太可能拿来做散热片;铜虽笨重,但散热效果和价格上有优势,现在也逐步用来做散热片了;而铝的重量非常轻,兼顾导热性和质量轻两方面,因此,才普遍被用作电子零件散热的最佳材料。铝质散热片并非是百分之百纯铝的,因为纯铝太达于柔软,所以都会加入少量的其他金属,铸造而成为铝合金,以获得适当的硬度,不过铝还是占了约百分之九十八左右。 导热系数的大小表明金属导热能力的大小,导热系数越大,导热热阻值相应降低,导热能力增强。在金属材料中,银的导热系数最高(表),但成本高;纯铜其次,但加工不容易。在风冷散热器中一般用6063T5 铝合金,这是因为铝合金的加工性好(纯铝由于硬度不足,很难进行切削加工)、表面处理容易、成本低廉。但随着散热需求的提高,综合运用各种导热系数高的材料,已是大势所趋。有部分散热片采用了纯铜或铜铝结合的方式来制造。例如,有的散热片底部采用纯铜,是为了发挥铜的导热系数大,传热量相对大的优点,而鳍片部分仍采用铝合金片,是为了加工容易,将换热面积尽可能做大,以便对流换热量增大。但是此种方法最大的难点在于如何将铜与铝型鳍片充分地连接,如果连接不好,接触热阻会大量产生,反而影响散热效果。 各种常用金属材料及铝合金导热系数 材料名称导热系数材料名称导热系数 银99.9% 411 W/m.K 硬铝 4.5%Cu 177 W/m.K 纯铜398 W/m.K 铸铝 4.5%Cu 163 W/m.K 金315 W/m.K Mg,0.6%Mn 148 W/m.K 纯铝237 W/m.K 6061 型铝合金155 W/m.K 1070 型铝合金226 W/m.K 黄铜30%Zn 109 W/m.K 1050 型铝合金209 W/m.K 钢0.5%C 54 W/m.K 6063 型铝合金201 W/m.K 青铜25%Sn 26 W/m.K 金和银的导热性能比较好,但缺点就是价格太高,纯铜散热效果则次之,但已经算是非常优秀的了,不过铜片也有缺点:造价高、重量大、不耐腐蚀等。所以现在大多数散热片都是采用轻盈坚固的铝材料制作的,其中铝合金的热传导能力最好,好的CPU 风冷散热器一般采用铝合金制作。 最好的散热材料并不是铝材。是银,接着是铜,金,再者就是铝。至于金和银,散热固然好,可是它的成本高,制作工艺复杂,最主要的还是成本问题,所以这两种材料是商家不大认同的。 至于铜,目前市场上也不断的出现了纯铜的散热器,采用纯铜的材料并不见得好,铜的导热性能比起铝要快的多,但铜的散热没有铝快,铜可以快速的把热量带走,但无法在短时间内把本身的热量散去,这就很有可能造成在PC关机时热量在短时间内散不去,在CPU上方形成一个无形的热源。另外铜的可氧化性这是铜本身最大的弊病。当铜一旦出现氧化状态,从导热和

线路板工艺流程

电路板工艺流程 一.目的: 将大片板料切割成各种要求规格的小块板料。 二.工艺流程: 三、设备及作用: 1.自动开料机:将大料切割开成各种细料。 2.磨圆角机:将板角尘端都磨圆。 3.洗板机:将板机上的粉尘杂质洗干净并风干。 4.焗炉:炉板,提高板料稳定性。 5.字唛机;在板边打字唛作标记。 四、操作规范: 1.自动开料机开机前检查设定尺寸,防止开错料。 2.内层板开料后要注意加标记分别横直料,切勿混乱。 3.搬运板需戴手套,小心轻放,防止擦花板面。 4.洗板后须留意板面有无水渍,禁止带水渍焗板,防止氧化。 5.焗炉开机前检查温度设定值。 五、安全与环保注意事项: 1.1.开料机开机时,手勿伸进机内。 2.2.纸皮等易燃品勿放在焗炉旁,防止火灾。 3.3.焗炉温度设定严禁超规定值。 4.4.从焗炉内取板须戴石棉手套,并须等板冷却后才可取板。5.5.用废的物料严格按MEI001规定的方法处理,防止污染环境。

七、切板 1. 设备:手动切板机、铣靶机、CCD打孔机、锣机、磨边机、字唛机、测厚仪; 2. 作用:层压板外形加工,初步成形; 3. 流程: 拆板→点点画线→切大板→铣铜皮→打孔→锣边成形→磨 边→打字唛→测板厚 4. 注意事项: a. 切大板切斜边; b.铣铜皮进单元; c. CCD打歪孔; d. 板面刮花。 八、环保注意事项: 1、生产中产生的各种废边料如P片、铜箔由生产部收集回仓; 2、内层成形的锣板粉、PL机的钻屑、废边框等由生产部收回仓变卖; 3、其它各种废弃物如皱纹胶纸、废粘尘纸、废布碎等放入垃圾桶内由清洁工收走。废手套、废口罩等由生产部回仓。 4、磨钢板拉所产生的废水不能直接排放,要通过废水排放管道排至废水部经其无害处理后方可排出。 钻孔 一、目的: 在线路板上钻通孔或盲孔,以建立层与层之间的通道。 二、工艺流程: 1.双面板:

铝基板的制作流程及规范

铝基板制作及规范 ---作者:贺梅 随着电子产品轻、薄、小、高密度、多功能化发展促使PCB上元件组装密度和集成度越来越高,功率消耗越来越大,对PCB基板的散热性要求越来越迫切,如果基板的散热性不好,就会导致印制电路板上元器件过热,从而使整机可靠性下降。在此背景下诞生了高散热金属PCB基板,铝基板是金属基板应用最广的一种.且具有良好的导热性,电气绝缘性. 一,铝基板的材料,构造分类 1. 材料 热处理以强化铝质硬度,在表面起防氧化及防擦花的作用;为促进散热作用,在PP片一般会在PP 树脂中添加适量陶瓷粉末. 二.产品主要用于哪些区域 1.汽车、摩托车的点火器,电压调节器. 2.电源(大功率电源)及晶体管,电源交换器. 3.电子,电脑CPU,LED灯及显示板. 4.音响输出、均衡及前置放大器

5.太阳能基板电池、半导体绝缘散热 等等及其它 三.铝基板的特点 1.采用表面贴装技术 2.在电路设计方案中对热扩散进行极为有效的处理,无需散热器. 3.降低产品运行温度,提高产品功率密度和可靠性,延长产品使用寿命. 双面铝 ,所以采用了塞树脂预大制作! 普通单面铝基板例如(019189),没有插件孔,没有沉头孔的情况下只需二次钻孔即可,板内和SET边上的定位孔都需要做二钻,,PNL板边的3.175MM,2.0MM,和料号孔一次钻出,二次钻孔板边只需加3.175MM定位孔.二次钻孔在成型前. 2.FR4+铝基

例如(018980) FR4相当于一个正常双面板做, FR4+铝基,铝基主要是起散热作用,双面基板一般会采用0.2MM-0.4MM的双面板,双面板的制作流程正常,同常规做法一样,在CAM制作时需钻上铆钉孔,压合与铝板铆合用,铝板则需钻孔而已,然后压合. 3.双面铝基板 目前我们公司还没有生产,简单介绍下 铝基板双面板主要是采用绝缘制作 五 1., 2.. 4.以上 5. 此方法在制作时: 线路层正常预大,然后将线路板所有贴片(除光学点外)在预大的基础上再加大单边0.1MM,将阻焊对应的贴片缩小比线路加大后的贴片小单边0.1MM即可.如图:

日本散热铝基板前线的报道(连载1-7)

来自日本导热基板前线的报道 日本《半导体产业新闻》报自2010年年初开始刊登了以“热点与争战——导热基板的最前线”(原日文为:“熱と戰ぅ!——放熱对策基板の最前线”)为总标题的连载文章。 正如这篇连载文的总标题的那样所述,高导热性印制电路板及其基材,现已成为日本PCB业中的“热门”产品,它也是日本PCB业许多企业在努力摆脱金融危机阴影、寻找新商机中,积极加入这一市场竞争之中。 对这一新动向、新焦点,我们非常需要认真关注、研究其发展、变化。为此,笔者将编译这一发表在日本媒体上的“来自日本导热基板前线”的连载报道。它主要是介绍了日本的一些PCB厂家在研发、生产高导热性基板方面的近期情况,同时也重点介绍一些日本的高导热性基板用基板材料的生产厂家近期在此类基板材料方面研究、生产的新进展。 1.引言 有关专家提出:当前,高亮度LED市场扩大的关键,在于尽快地解决散热问题——这一定论,并非过分。适用于一般照明用光源的高亮度LED,其芯片连接部位发热的温度已达到150℃左右。因此,它所用基板的散热功能是十分重要之事。LED用金属基板(主要是指铝基板,而铜基板占很少的部分)等担负着LED器件正常运行、安全管理、制品寿命确保等重要作用。当前,LED市场需求量的巨增,驱动了铝基基板生产与技术的迅速发展。 芯片发光效率的提升,要求LED所用基板,需具有对芯片发出的热量有更大幅度抑制的性能。而在要求它实现低成本化方面,树脂基板(原文将相对于陶瓷基板来讲的绝缘层由有机树脂为主体构成的印制电路板,简称为“树脂基板”,文中下同。—— 译者注)更有可能在这一导电性基板市场竞争中,有更大的扩展作为。 目前,越来越多日本PCB企业加入生产高导热性金属基板生产“大军”中,在这些日本生产厂家中,可分为三种类型的企业: 第一类企业,他们是从基板材料(金属基覆铜板)生产开始做起,一直生产制造到高导热金属基板产品的“连贯生产”型企业。在这些企业中,以电气化学工业株式会社和ニッパッ株式会社两厂家在市场占有率表现最高,并在日本业界中饶有名气。现在有些挠性PCB 厂家及一般刚性树脂基板生产厂家,十分关注、研究这两个厂家所取得的业绩,甚至效仿其经营之道,虎视眈眈地在时刻寻找介入高导热基板的商机。 第二类生产高导热基板企业,是只从事高导热基板的制造,而所需的基板材料——金属基覆铜板是由基板材料生产厂家所供应。在日本的可生产导热基板的这些生产企业,主要列举有:日本CMK、シライ电子、ちの技研、キョウデン、大昌电子、平山ファインテクノ、白土プリント、TSS、アィン、棚泽八光社、ダイワ工业、京瓷、TDK等。 第三类生产高导热基板企业,是以生产大电流基板为主的PCB企业。它们在生产这类导热性基板产品方面,已有了较长的历史。在这类日本生产企业中,要以大阳工业、共荣电资等公司较为实力雄厚。 LED所用的导热基板,在主流选用的类型上,也有一个发展、变化的过程。最早主要是效仿传统的MPU用封装基板,即多采用陶瓷基板。而此之后,逐渐地被金属基-有机树脂型基板所替代。引起这一使用基板类型大变化的原因,是LED生产企业多是采用了追求LED 产品低成本的经营战略。同时,还有它们的LED产品,在高导热性和高安全可靠性要求实现

铝合金导热系数

常用材料导热系数 晨怡热管news/62/2006-10-2 2:06:06 日期:2006-3-24 8:20:17 来源:来自网络查看:[大中小] 作者:不详热度:常用材料导热系数 --深圳智通电子有限公司提供 Metal Material Conductivity(电导率)Density(密度)W/m-C kg/m 3 Aluminum, 2024, Temper-T3 121 +03 Aluminum, 2024, Temper-T351 143 +03 Aluminum, 2024, Temper-T4 121 +03 Aluminum, 5052, Temper-H32 138 +03 Aluminum, 5052, Temper-O 144 +03 Aluminum, 6061, Temper-O 180 +03 Aluminum, 6061, Temper-T4 154 +03 Aluminum, 6061, Temper-T6 167 +03 Aluminum, 7075, Temper-O 130 +03 Aluminum, 7075, Temper-T6 130 +03 Aluminum, A356, Temper-T6 128 +03 Aluminum, Al-Cu, Duralumin, 95%Al-5%Cu 164 +03 Aluminum, Al-Mg-Si, 97%Al-1%Mg-1%Si-1%Mn 177 +03 Aluminum, Al-Si, Alusil, 80%Al-20%Si 161 +03 Aluminum, Al-Si, Silumim, %Al-1%Cu 137 +03 Aluminum, Pure 220 +03 Beryllium, Pure 175 +03 Brass, Red, 85%Cu-15%Zn 151 +03 Brass, Yellow, 65%Cu-35%Zn 119 +03 Copper, Alloy, 11000 388 +03 Copper, Aluminum bronze, 95%Cu-5%Al 83 +03 Copper, Brass, 70%Cu-30%Zn 111 +03 Copper, Bronze, 75%Cu-25%Sn 26 +03 Copper, Constantan, 60%Cu-40%Ni +03 Copper, Drawn Wire 287 +03 Copper, German silver, 62%Cu-15%Ni-22%Zn +03 Copper, Pure 386 +03 Copper, Red brass, 61 +03

各种常用金属材料及铝合金导热系数

作品编号:DG13485201600078972981 创作者:玫霸* 目前市面上散热风扇所使用的散热片材料几乎都是铝合金,只有极少数是使用其他材料。事实上,铝并不是导热系数最好的金属,效果最好的是银,其次是铜,再其次才是铝。但是银的价格昂贵,不太可能拿来做散热片;铜虽笨重,但散热效果和价格上有优势,现在也逐步用来做散热片了;而铝的重量非常轻,兼顾导热性和质量轻两方面,因此,才普遍被用作电子零件散热的最佳材料。铝质散热片并非是百分之百纯铝的,因为纯铝太达于柔软,所以都会加入少量的其他金属,铸造而成为铝合金,以获得适当的硬度,不过铝还是占了约百分之九十八左右。 导热系数的大小表明金属导热能力的大小,导热系数越大,导热热阻值相应降低,导热能力增强。在金属材料中,银的导热系数最高(表),但成本高;纯铜其次,但加工不容易。在风冷散热器中一般用6063T5铝合金,这是因为铝合金的加工性好(纯铝由于硬度不足,很难进行切削加工)、表面处理容易、成本低廉。但随着散热需求的提高,综合运用各种导热系数高的材料,已是大势所趋。有部分散热片采用了纯铜或铜铝结合的方式来制造。例如,有的散热片底部采用纯铜,是为了发挥铜的导热系数大,传热量相对大的优点,而鳍片部分仍采用铝合金片,是为了加工容易,将换热面积尽可能做大,以便对流换热量增大。但是此种方法最大的难点在于如何将铜与铝型鳍片充分地连接,如果连接不好,接触热阻会大量产生,反而影响散热效果。 各种常用金属材料及铝合金导热系数 材料名称导热系数材料名称导热系数 银99.9% 411 W/m.K 硬铝4.5%Cu 177 W/m.K 纯铜398 W/m.K 铸铝4.5%Cu 163 W/m.K 金315 W/m.K Mg,0.6%Mn 148 W/m.K 纯铝237 W/m.K 6061型铝合金155 W/m.K 1070型铝合金226 W/m.K 黄铜30%Zn 109 W/m.K 1050型铝合金209 W/m.K 钢0.5%C 54 W/m.K 6063型铝合金201 W/m.K 青铜25%Sn 26 W/m.K 金和银的导热性能比较好,但缺点就是价格太高,纯铜散热效果则次之,但已经算是非常优秀的了,不过铜片也有缺点:造价高、重量大、不耐腐蚀等。所以现在大多数散热片都是采用轻盈坚固的铝材料制作的,其中铝合金的热传导能力最好,好的CPU 风冷散热器一般采用铝合金制作。

铝基板系列(高导热铝基板)

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小强铝基板制作
铝基板系列(高导热铝基板) ,高导热铝基板是铝基板行 业中高端导热系数的铝基板,目前在全球有 5-10 家厂家在生产 制造。
(高导热铝基板) 高导热铝基板的产品项目涵盖了照明产品整个行业, 如商 业照明,室内照明。整体情况来看,LED 铝基板在未来几年依 然保持高速发展,出口金额会稳步增长,但出口增幅下降。内销 方面由于经济的持续发展,则迎来了高速增长期。 然而中国的 高导热铝基板行业近 5 年的快速发展, 到今天也造成了激烈的竞 争局面。因 LED 照明相关技术与散热性能等原因,使 LED 在国 内市场发展缓慢,而大部份 LED 照明用于出口,这方面不断给 于高导热铝基板发展空间与时间。在未来国家大力指导攻克下, 高导热铝基板技术会越来越完善。 高导热铝基板参数, 一般耐压 4000V, 导热系数 2.0 以上, 热阻值小于 0.8,

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小强铝基板制作
铜箔:Copder foil 1OZ 电解铜 导热胶或者 PP 70um 热阻 0.8℃/W 铝板:Aluminum sheet 1.5MM±10% 1060 系列 产品特性:product characteristic 测试项目:Test ltem 单位:Unit 测试资料:Test data 测试 标准:Test standard 剥离强度 N/mm 1.9 1.9 热阻 ℃/W 0.175(低热阻) 导热系数 W/m.k 2.5-3.0 1.0 耐浸焊性 秒 288℃ 120 秒不分层不起泡 288℃ 120 秒 击穿电压 KV 4.6KV-6KV 4.6KV 高导热铝基板一般来自台湾和美国居多, 绝缘层大多为导热 胶和陶瓷粉末组成,高导热铝基板应用于高端电器和高端 LED 灯具产品(大功率路灯、大功率射灯、大功率机电电器等) ,高 导热铝基板是铝基板未来发展的趋势, 一些出口的照明厂家的最 佳选择材料,品质可靠稳定,寿命长。

铝合金导热系数

常用材料导热系数 晨怡热管 news/62/ 2006-10-2 2:06:06 Aluminum, 2024, Temper-T3 Aluminum, 2024, Temper-T351 Aluminum, 2024, Temper-T4 Aluminum, 5052, Temper-H32 Aluminum, 5052, Temper-O Aluminum, 6061, Temper-O Aluminum, 6061, Temper-T4 Aluminum, 6061, Temper-T6 Aluminum, 7075, Temper-O Aluminum, 7075, Temper-T6 Aluminum, A356, Temper-T6 Aluminum, Al-Cu, Duralumin, 95%Al-5%Cu Aluminum, Al-Mg-Si, 97%Al-1%Mg-1%Si-1%Mn Aluminum, Al-Si, Alusil, 80%Al-20%Si Aluminum, Al-Si, Silumim, %Al-1%Cu Aluminum, Pure Beryllium, Pure Brass, Red, 85%Cu-15%Zn Brass, Yellow, 65%Cu-35%Zn Copper, Alloy, 11000 Copper, Aluminum bronze, 95%Cu-5%Al Copper, Brass, 70%Cu-30%Zn Copper, Bronze, 75%Cu-25%S Copper, Constantan, 60%Cu-40%Ni Copper, Drawn Wire Copper, German silver, 62%Cu-15%Ni-22%Zn Copper, Pure Copper, Red brass, 日期 :2006-3-24 8:20:17 来源: 来自网络 查看:[ 大 中 小] 作者:不详 常用材料导热系数 -- 深圳智通电子有限公司提供 Metal Material 热度: (密度 ) Conductivity ( 电导率 ) Density W/m-C kg/m 3 121 +03 143 +03 121 +03 138 +03 144 +03 180 +03 154 +03 167 +03 130 +03 130 +03 128 +03 164 +03 177 +03 161 +03 137 +03 220 +03 175 +03 151 +03 119 +03 388 +03 83 +03 111 +03 26 +03 +03 287 +03 +03 386 +03 61 +03

线路板生产工艺流程

线路板生产流程(一) 多种不同工艺的PCB 流程简介 *单面板工艺流程 下料磨边T钻孔T外层图形T(全板镀金)7蚀刻T检验T丝印阻焊T (热风整平)7丝印 字符T外形加工T测试T检验 *双面板喷锡板工艺流程 下料磨边7钻孔7沉铜加厚7外层图形7镀锡、蚀刻退锡7二次钻孔7检验7丝印阻焊7镀金插头7热风整平7丝印字符7外形加工7测试7检验 *双面板镀镍金工艺流程 下料磨边7钻孔7沉铜加厚7外层图形7镀镍、金去膜蚀刻7二次钻孔7检验7丝印阻焊7 丝印字符7外形加工7测试7检验 *多层板喷锡板工艺流程下料磨边7钻定位孔7内层图形7内层蚀刻7检验7黑化7层压7钻孔7沉铜加厚7外层图形7镀锡、蚀刻退锡7二次钻孔7检验7丝印阻焊7镀金插头7热风整平7丝印字符7外形加工7测试7检验 *多层板镀镍金工艺流程下料磨边7钻定位孔7内层图形7内层蚀刻7检验7黑化7层压7钻孔7沉铜加厚7外层图形7镀金、去膜蚀刻7二次钻孔7检验7丝印阻焊7丝印字符7外形加工7测试7检验 *多层板沉镍金板工艺流程下料磨边7钻定位孔7内层图形7内层蚀刻7检验7黑化7层压7钻孔7沉铜加厚7外层图形7镀锡、蚀刻退锡7二次钻孔7检验7丝印阻焊7化学沉镍金7丝印字符7外形加工7 测试7检验 一步一步教你手工制作PCB 制作PCB 设备与器材准备 (1) DM-2100B 型快速制板机1 台 (2) 快速腐蚀机1 台 (3) 热转印纸若干 (4) 覆铜板1 张 (5) 三氯化铁若干 (6) 激光打印机1 台 (7) PC机1台

(8) 微型电钻1个 (1) DM-2100B型快速制板机 DM 一2100B型快速制板机是用来将打印在热转印纸上的印制电路图转印到覆铜板上的设备, 1) 【电源】启动键一按下并保持两秒钟左右,电源将自动启动。 2) 【加热】控制键一当胶辊温度在100C以上时,按下该键可以停止加热,工作状态显示 为闪动的“ C”。再次按下该键,将继续进行加热,工作状态显示为当前温度;按下此键后, 待胶辊温度降至100C以下,机器将自动关闭电源;胶辊温度在100C以内时,按下此键, 电源将立即关闭。 3) 【转速】设定键一按下该键将显示电机转速比,其值为30(0.8转/分)?80(2.5转份)。按 下该键的同时再按下”上"或"下"键,可设定转印速度。 4) 【温度】设定键一显示器在正常状态下显示转印温度,按下此键将显示所设定温度值。 最高设定温度为180~C,最低设定温度为100C ;按下此键的同时再按下”上"或"下"键,可设定温度。 5) "上"和"下"换向键一开机时系统默认为退出状态,制板过程中,若需改变转向,可直接按此键。 (2) 快速腐蚀机 快速腐蚀机是用来快速腐蚀印制板的。 其基本原理是,利用抗腐蚀小型潜水泵使三氯化铁溶液进行循环,被腐蚀的印制版就处 在流动的腐蚀溶液中。为了提高腐蚀速度,可加热腐蚀溶液的温度。 (3) 热转印纸 热转印纸是经过特殊处理的、通过高分子技术在它的表面覆盖了数层特殊材料的专用纸,具有耐高温不粘连的特性? (4) 微型电钻 微型电钻是用来对腐蚀好的印制电路板进行钻孔的。 4 ?实训步骤与报告 (1). PCB图的打印方法 启动Protel 98 一打开设计的PCB图-单击菜单栏中的File-Setup Printer 一获得Printer Setup 对话框.

高导热铝基板参数

(1,导热系数》2.4 W/MK 2,热阻值《0.175 ℃/W 3,耐压值》4600 V) 测试项目 Item 实验条件 Conditions 典型值 Typical Value 厚度 Thickness性能参数 剥离强度 Peel strength(kgf/cm) A ≧1.5 50-150 耐焊锡性 Solder Resistance(s) 288℃2min dipping 不分层,不起泡No delamination and no bubble 50-150 绝缘击穿电压 Dielectric Breakdown voltage(Kv)D-48/50+D-0.5/23 ≧4.6 75 热阻 Thermal resistance(℃/W)A STM D5470 0.175 142 熟阻抗 Thermal impedance(*cm2/W)ASTM D5470 1.68 142 导热系数 Thermal Conductivity(w/mk) A STM D5470 ≥2.0 50-150

表面电阻 Surface resistance(Ω) C-96/35/90 ≥1012 50-150 体积电阻 V olume resistance(Ω) ≥1012 50-150 介电常数 Dk 1MHz C-24/23/50 ≦5.0 50-150 介电损耗 Dk 1MH ≦0.05 50-150 耐燃性 Flammability UL94 VO PASS 50-150 CTI(V olt) I EC 60112 600 50-150 ※以上厚度仅为胶层厚度,不包括铜箔与铝板。 结构 绝缘层厚:75 um±% 导体厚:35um±10% 金属板厚:1.0mm±0.1mm 铝基板品牌,单面铝基板,双面铝基板,复合铝基板,3层铝基板,4层铝基板,凹槽钻杯孔铝基板,各种铝基板

镁铝合金和铝合金的散热比较

在镁合金会比铝合金散热性能好,这点我曾经拿过这种镁合金散热灯壳来做分析。1、根据公式:Q=dvC△t = cm△t(dv=质量m),其中Q—热量;d=比重;V=体积;C=比热容;△t =(t1-t2)变化的温度;△t =Q/ dvC=Q/ mC,当相同体积与形状的AZ91D 与A380,如果在接受相同的热量Q时,二者变化的温度比为:△tMg /△tAl =dC(Al)/ dC(Mg)=2.74x0.23/1.81x1.05=1/3; AZ91D的比热容为0.25;A380的比热容为1,0. 即镁合金AZ91D与铝合金A380的温差比为1/3;问题就在于镁合金的散热器质量可以做的比铝合金还轻,在厚度与鳍片上的厚度,都还是薄壁,而且重量还是比较小时,这时C=Q / m△t的C值(比热容)就会加大,以目前设计的铝合金散热器的重量为一般镁合金重量的3倍。所以镁合金散热器的C值(比热容)就会是3倍的铝合金散热器的C值(比热容)。即使在理论上镁合金材料的C值(比热容)只有铝合金材料的1/3,但整体来说,其C值仍然与铝合金散热器一样。但问题就在与散热器的两端温差比又能代表什么? 2、基本上AZ91D导热系数51W/mk;A380导热系数96.2W/mk;其导热的功能实际上是相差到一倍。这就表是对于相同体积与形状的情况下,AZ91D 与A380材料的散热器在热的传导上还是有差距。也就是当某热源生产的热量(温度)由散热片根部传递到顶部的速度,理论上A380比AZ91D会快一倍。即A380材料的散热器根部与顶部的温度差,比AZ91D材料的散热器小。任何的散热都靠热传导、热对流、热辐射的热量传播三种途径,虽然空气导热系数低,但能够尽快的通过空气的热对流、热辐射来传播热量才是散热解决的方式,而光只是去评比散热器根部与顶部的温度差,事实上,对整个散热装置是没有帮助的,因为散热最终的目标还是要空气来降低温度。 这意味着由AZ91D材料制作的散热片根部的空气温度与顶部的空气温度温度差,比A380材料制作的散热片大,只会更会加速散热器内部与外部空气的扩散对流,使散热效率提高。 这里就是散热效果不是完全去考虑从散热片根部传递到顶部的速度,而是如何在短时间内将热度排除与外界的空气多对流。以常州环球镁他们的设计就是尽量去缩短这个距离,让镁合金在体积比较小的情况下,厚度减少,鳍片数量减少。并尽量减少散热器里面的介质接触干扰,期能尽快地作出内部与外部空间的空气对流,并让散热器内部的高温空气直接与镁合金散热器对接,也达到与外界空气对流的效果。 3.实际测试情况: 3-1.我曾经对这种设计的LED灯镁合金散热器与一般的LED灯铝合金散热器进行温度变化测试。测试方式是对灯具进行100℃加热30min后,撤除热源,在室内空气温度25℃下,每隔30sce测定一次温度。结果镁合金散热器,其降温的速度明显大于铝合金散热器,而且在短时间就可以将整个散热器做空气对流的效果。3-2. LED球型灯泡的散热器重量越轻越好:我去称过常州环球镁的镁合金散热器约为33.6g而一般厂家的铝合金散热器都在于95g – 110g ,所以一般工厂的整个

高导热铝基板在汽车领域的应用

小强铝基板制作
众所周知,半导体材料在工作时受环境温度影响较大。大功率 LED 的光电转换效率更低, 工作过程中只有 10%~25%的电能转换成 光能,其余的几乎都转换成热能。加之汽车前大灯安装在炙热的发动 机舱内,高温水箱、引擎、排气系统所产生的热将 led 前大灯置于 严酷的环境中。传统车灯灯泡所产生的热远高于 LED,但灯泡输出的 亮度不会因为热而变化,其热设计的重点是壳体内的均温设计。而 LED 的光输出却会因为自身的热或来自发动机舱的高温而影响本身 PN 结温稳定, LED 光通量 Ф 和波长等重要参数受到 PN 结温的直接 V 影响,这种不良的温度循环将导致发光效率和寿命急剧下降。因此散 热成为 LED 作为光源设计的重要课题。 1、汽车前大灯的散热技术 1.1 被动散热与主动散热 通常的散热设计中,焊装大功率 LED 的电路板被紧紧固定在散 热器上。 LED 工作时所产生的热量通过传导方式经由电路板被传导到 热传导率较好的铝质散热器上。 铝质散热器的翼片与空气大面积接触 将热散发开来。为了有效地减小散热器和电路板之间的热阻,其间填

小强铝基板制作 充了导热介质。选用的散热器其翼片形状和面积是可以满足 LED 大 灯散热方案的设计。这种散热方式我们称之为被动散热。 主动散热常用液冷、热管、风冷等方式。由于液冷使用的液体必 须在泵的带动下强制循环带走散热器的热量, 热管则依靠高导热性能 的传热元件在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量, 二者 都不适合车灯内使用。风冷散热具有价格较低、安装简单等优点最为 常用。针对被动散热方式存在的散热器中心区域温度相对集中的情 况,加装风扇强制对流后(见图 1),对缓解散热器温度不均匀有明显 效果。 1.2 LED 散热通道设计
图 1:加装风扇后强制对流

高导热铝合金综述

高导热铝合金的一些理论与研究成果 1. 金属的导热机理 当材料的相邻区域存在温度差时,热量就会从高温区域经接触部位流向低温区域,产生热传导。 单位温度梯度下,单位时间内通过单位截面积的热量就称为热导率(单位是W/(m·K)),式为热传递的表达公式。 ΔSΔt dx dT -λΔQ = 式中,?S 为截面积,?Q 为通过截面的能量,?t 为时间, dx dt 代表在x 方向传的温度,负号表示热量传递方向和温度梯度方向相反。 金属材料内有着大量的自由电子存在,自由电子可以在金属中快速运动,可以快速实现热量的传递,晶格振动是金属热传递的另一种方式,但相对自由电子传递方式来说处于次要地位。 金属中的自由电子在运动过程中会受到热运动原子和晶格缺陷的影响,可以将受到的热阻分为两类:晶格振功产生的热阻和杂质缺陷产生的热阻。通常情况下,合金中的合金元素比较多,所以以杂质产生的缺陷热阻为主,合金热导率随温度升高而升高。 金属热传导主要靠自由电子完成,因而金属的导电系数和导热系数有着必然联系,事实上,大多数金属的导热系数和导电系数存在一个定值,就是Wiedemann-Franz 定律[39],可以用式表示 LT =δ λ () 式中,λ为导热系数,δ为导电系数,L 为洛伦兹常数,对于铝L =×10-8 WΩ·K ,T 为绝对温度。由于热导率的测量比较复杂,测量结果准确度较差,而导电率的测量比较简单,Wiedemann-Franz 定律提供了一条测量热导率简便方法,可以通过测量导电率的间接测得热导率。 2. 研究意义

随着时代的发展与进步,人们对电脑等电子产品的要求与日俱增,电子产品的散热问题引起了人们的关注,目前的散热材料越来越很难满足散热要求,开发具有高强高导热的材料变得更加重要。 铝具有密度小;耐腐蚀;易加工;导电和导热性好,仅次于Au、Ag和Cu;铝硅合金含Si量高,具有低熔点、耐蚀性好等特点,铝硅合金的优秀的铸造性、良好的加工性和耐热、耐磨的特性,使得铝硅合金具有非常广泛的应用。在含有Mg、Cu和Ni的铝硅合金,热处理强化提高合金的性能。而且与金、银和铜相比,Al还有着很好的性价比。因此,铝合金在高强高导热方向具有很好的发展前景。 因此通过在铝硅合金熔炼,添加变质剂,合金元素,和热处理等工艺,以获得良好的导热性和力学性能的铸造铝硅合金,解决电子产品的散热问题,具有重要的理论意义和实际应用价值。 3.前人研究成果 从现有文献上显示,铝合金中在导热或导电方面研究比较多的Al-Mg-Si系合金。一般来说,合金元素的掺入会引起杂质缺陷,对自由电子运动产生阻力,会降低合金中的热导率。Si和Mg是Al-Mg-Si系合金中的主要元素,对6063的研究显示,当Mg含量较小时,合金的热导率较高而强度稍低,Mg/Si质量比较大时,过量的Mg不仅会削弱Mg2Si效果,且会溶入到铝基体中,使合金的导热率下降。合金元素由析出态变为固溶态时,会引起热导率变小。当Mg/Si的质量比在时,微量的过剩Si和Fe、Mn形成Al12(FeMn)3Si相弥散在铝基体中,减小了Si、Fe、Mn元素在铝基体中的固溶度,且不易形成粗大的Al9Fe2Si相,合金的热导率较高。当硅过剩量较多时,过剩的硅不仅固溶于铝基体中,容易和Fe形成Al9Fe2Si相,热导率降低。另外,添加%的稀土会使得合金热导率达到最高,加少或加多导电率会有所下]。 热处理对合金的强度和导热性有着重要影响,对Al-Mg-Si系合金进行均匀化处理,经过560℃6h均匀化处理后热导率最高,温度过低或过高都对降低热导率。均匀化处理能消除晶内偏析,强化相Mg2Si会溶入基体中,针状含Fe相会变为球化。担当温度过高时,基体中的溶质原子增加,晶粒发生粗化,导电率较低。Al-Mg-Si固溶处理时,固溶温度越高,热导率越低,而强度随温度增加而增加,到达最大值后随温度增加而降低。固溶温度越高,过剩相溶入越充分,而温

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